[發(fā)明專利]一種堿金屬催化劑及其應用

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• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109590003A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 程群鵬;宋光森;范國枝;閆俊濤
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: B01J27/232
• 分類號: B01J27/232;C10B57/06;C10B57/18
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識產(chǎn)權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發(fā)明公開了一種堿金屬催化劑及其應用。該堿金屬催化劑由包括以下步驟的制備方法制備得到：將堿金屬碳酸鹽、橄欖石與水混合均勻后密封，陳化、烘干并煅燒后得到所述堿金屬催化劑。本發(fā)明以堿金屬為活性組分，以橄欖石為載體，通過浸漬法，以不同的原料配比、煅燒溫度為基礎，制備出具有比表面積大、制備方法簡單、流程易操作等特點的催化劑；本發(fā)明的催化劑具有極高的催化活性，壽命時間長，價廉易得，分離回收簡單，尤其使用于秸稈生物質催化熱解除焦。

技術領域

本發(fā)明屬于催化劑領域，更具體地，涉及一種堿金屬催化劑及其應用。

背景技術

隨著人類社會的不斷進步和發(fā)展，人類正面臨著巨大的能源與環(huán)境問題。一方面，傳統(tǒng)的化石燃料資源總量正在日益消耗殆盡；另一方面，由于人類對化石燃料的過量使用，已引起了日益嚴重的環(huán)境污染等問題，例如土壤和湖泊的酸化(SO₂)和溫室氣體排放引起的全球氣候變暖等(CO₂)。能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎，也是影響經(jīng)濟社會發(fā)展的主要因素，因此在新經(jīng)濟增長、能源危機和環(huán)境污染的三重壓力下，尋找和開發(fā)新的低污染、綠色環(huán)保的可再生能源已經(jīng)迫在眉睫。生物質能源作為一種利用歷史久遠的可再生能源再次吸引了人們注意。生物質能有著巨大蘊含量，更重要的是生物質能具有化石燃料所不具有的可再生性以及CO₂排放平衡等特點，使其在當今能源戰(zhàn)略體系中占據(jù)重要位置。生物質轉化成為燃料的整個鏈條中最有效的手段就是熱轉化，生物質熱轉化技術是以生物質為原料，在高溫條件下通過熱化學反應將生物質轉化為可燃性氣體的過程。生物質熱轉化可將生物質原料轉化為以CO和H₂為主的氣體燃料，可直接轉換實現(xiàn)燃氣、熱能和電能的供給。我國農業(yè)秸稈生物質儲量豐富，一方面可將可再生的農業(yè)生物質轉化為燃料或工業(yè)原料，供工農業(yè)使用；另一方面可避免大量的生物質資源被廢棄或隨意焚燒而造成環(huán)境污染，變廢為寶。因此近年來對生物質能的研究和應用愈來愈引起人們的關注。開發(fā)新能源和可再生能源特別是把它們轉化為高品位能源，因地制宜，多種能源互補，以逐步減少和替代化石能源的使用，是保護生態(tài)環(huán)境，走經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展之路的重大措施。

在生物質熱轉化的過程中，所產(chǎn)生的燃氣含有大量的焦油，焦油是一種結構復雜的混合物。在高溫下與合成氣形成焦油氣溶膠，當溫度低于 200℃時凝結成深褐色的粘稠狀液體，容易造成過濾器和管道堵塞。此外，焦油成分復雜，其組分多為含有1-5個苯環(huán)結構的芳香烴，甚至是結構更為復雜的多環(huán)芳烴，均為致癌物質，如不加以處理直接排放，將會對人體健康造成嚴重影響。為了解決以上問題，在熱解爐內加入催化劑原位催化裂解的方法，采用催化裂解技術不僅可以降低生物質氣化溫度，而且在一定程度上改善氣體成分，增加可燃成分含量。

而催化裂解研究重點則為高效，廉價催化劑的制備，因此，制備出具有比表面積大、制備方法簡單、流程易操作等優(yōu)點的催化劑是所要追尋的一個目標。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，以堿金屬為活性組分，以橄欖石為載體，通過浸漬法，以不同的原料配比、煅燒溫度為基礎，制備出具有比表面積大、制備方法簡單、流程易操作等特點的催化劑。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種堿金屬催化劑，該堿金屬催化劑由包括以下步驟的制備方法制備得到：

將堿金屬碳酸鹽、橄欖石與水混合加熱攪拌均勻后密封，陳化、烘干并煅燒后得到所述堿金屬催化劑。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，還包括將烘干后的堿金屬催化劑半成品碾碎。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，混合加熱攪拌的轉速為15～35r/s，混合加熱攪拌的溫度為110-120℃，混合加熱攪拌的時間為2-2.5h。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，所述碳酸鹽堿金屬為Na₂CO₃、K₂CO₃或Li₂CO₃。